Orientador: Yaro Burian Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-18T09:04:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gonzaga_DiogenesPereira_D.pdf: 7144889 bytes, checksum: 0b8d2dcb29fa4916037881dce00f083b (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Quando o Motor de Indução de Rotor Bobinado recebe uma alimentação adicional via enro1amento de rotor na freqüência de escorregamento em determinadas condições ele funcionará como uma Máquina de Indução de Dupla Alimentação em Operação Síncrona girando a uma velocidade que corresponde à diferença ou soma entre as freqüências das alimentações, conforme as seqüências de fase coincidam ou não. Este trabalho mostra o equacionamento em Variáveis de Estado do Sistema Motor/Carga em MALHA-ABERTA e sua simulação. Com resultados em termos de correntes. Velocidade de rotação, conjugados. Fator de Potência e Ângulo de Carga. obtido, também, um modelo linear para pequenas variações objetivando uma análise relativa à Estabilidade através das aplicações dos Critérios de Routh-Hurwitze do Método do Lugar das Raízes à Equação Característica do Sistema. Uma verificação experimental foi feita utilizando-se como gerador da freqüência de escorregamento uma Máquina SCHRAGE, cujo enrolamento terciário forneceu o trifásico na freqüência de escorregamento do Motor de Indução de Dupla-Alimentação. Os resultados de simulação e os experimentais foram comparados e discutidos / Abstract: The Wound-Rotor Induction Motor opera_es as a DoubIy-Fed Induction Machine when I has been excied by rotor winding in slip frequency. Under speciaI conditions the Machine will run Synchronousl y and rotor speed will be equal to addition or difference between frequencies of stator and rotor. Mathematical modelling of Open-Loop Motor/Load System in State Variables and its simulation resulting in currents. speed. Torques, power-factor and 10ad-angIe have been showed. An analysis of the System StabiIity on Small-Variations Linear Model using Roth-Hurwitz Criteria and Root-Locus on Characteristic Equations has also been. An experimental verification was developed by usi ng a SCHRAGE Machine as a slip-frequency generator. The results of simulation and experimental verification have both been compared and discussed. / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores : Marcio Luiz de Andrade Netto, Edson Bim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-18T17:11:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VonZuben_FernandoJose_M.pdf: 14756992 bytes, checksum: 3d41b004238bc544d8df6e469940d46d (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Esta dissertação apresenta técnicas não-lineares aplicadas ao problema de controle de velocidade da máquina de indução trifásica com rotor tipo gaiola de esquilo. Redes neurais artificiais são utilizadas para desenvolver estratégias de controle adaptativo baseadas em identificação não-linear de sistemas dinâmicos e estimação não-linear de parâmetros. Os resultados principais incluem arquiteturas de redes neurais e algoritmos de treinamento desenvolvidos especialmente para aplicação a sistemas dinâmicos, um observador não-linear de fluxo de rotor baseado em redes neurais recorrentes e um estimador não-linear da constante de tempo de rotor baseado em redes neurais nãorecorrentes. Resultados de simulação computacional são obtidos e o desempenho da estrutura de controle resultante é analisado / Abstract: This dissertation presents nonlinear techniques applied to the speed control problem of the three-phase squirrel-cage induction machine. Artificial neural networks are used to develop adaptive control strategies based on nonlinear dynamic system identification and nonlinear parameter estimation. The principal results include neural network architectures and training algorithms speciallydeveloped for dynamic systems application, a nonlinear rotor flux observer based on recurrent neural networks, and a nonlinear rotor time constant estimator based on feed forward neural networks. Computer simulation results are obtained and the performance of the resulting control structure is analyzed. / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: João Sinézio de Carvalho Campos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T19:06:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Conceicao_RafaelNovaesda_M.pdf: 10111957 bytes, checksum: 9168b5514bd29d6ead99888af5052aab (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: É bem conhecida a necessidade de energia elétrica para o bem estar e desenvolvimento tecnológico da população em nosso planeta. Ao lado dos avanços científicos de novas tecnologias para geração, existem interesses na melhoria do transporte da energia. Dentre estes se encontram materiais para isolação elétrica de barras estatóricas, quer sejam para melhorar a isolação ou mesmo para reduzir custos. Assim, o presente trabalho visa apresentar resultados da aplicação de uma nova resina epóxi bisfenólica (DGEBF) (RN) à base de nanopartículas de sílica e comparar suas propriedades com a resina epóxi bisfenólica (DGEBA) (RE), atualmente utilizada para a isolação de hidrogeradores. Neste sentido, fabricaram-se protótipos de barras estatóricas, destinadas a hidrogeradores, sendo as resinas impregnadas em sistema VPI (Vácuo-Pressão-Impregnação) e avaliaram-se as propriedades físico-químicas pelas técnicas de viscosimetria, TGA, DSC, MEV e EDS. As propriedades elétricas foram avaliadas pelas técnicas de fator de dissipação (tan delta), descargas parciais, envelhecimento acelerado (VET) e tensão de ruptura. Dentre os resultados das propriedades físico-químicas pode-se comprovar um aumento inicial de três vezes o valor de viscosidade para resina RN em comparação com RE. Entretanto, não houve detrimento das características dielétricas em função da viscosidade, o que foi comprovado através dos resultados de tan delta e VET. Obteve-se um valor de Tg de 116°C e 145°C para RN e RE, respectivamente, o que limitaria a aplicação da resina em geradores por estar abaixo da temperatura de operação. Dentre os resultados dos testes elétricos para as resinas observou-se que: (i) o fator de dissipação e de envelhecimento são praticamente os mesmos para ambas as resinas; (ii) o valor de tip-up resultaram em 0,014 % para RE e 0,020 % para a resina RN, sendo que a norma EN 50209 exige que seja inferior a 0,25% e (iii) a estimativa do tempo de vida útil obtida foi de cerca de 40 anos para os dois tipos de resina, o que é aplicável para maioria dos enrolamentos em operação. Neste sentido sugere-se que a resina RN pode ser uma boa alternativa a resina RE, com um desempenho elétrico equivalente, desde que ajustadas suas condições de processamento e temperatura de aplicação / Abstract: It is well know the demand of electrical energy for the wellbeing and technological development of the population in our planet. Among the scientific development of new technologies for generation, are interests to optimize the energy transport. Among them are materials for electrical insulation of stator bars, whether for improving the insulation or even to reduce the costs. Therefore, the present work aim to present the results of the employment of a new bisphenolic epoxy resin (DGEBF) (RN) containing silica nanoparticles and compare its properties with the bisphenolic epoxy resin (DGEBA) (RE) currently used for the insulation of hydrogenerators. In this context, it was manufactured prototype stator bars, designed for hydrogenerators, being the resins impregnated through VPI (Vacuum-Pressure-Impregnation) system and their physicochemical properties evaluated with the technics of viscosimetry, TGA, DSC, MEV and EDS. The electrical properties were evaluated with the tests of dissipation factor (tan delta), partial discharges, voltage endurance test (VET) and breakdown. Among the results of the physicochemical properties it was possible to verify an initial increase of three times the value of viscosity for RN resin compared to RE. However there was no detriment of the dielectric characteristics depending on the viscosity, what was proven with the results of dissipation factor and VET. It was obtained a value of Tg of 116°C and 145°C for RN and RE respectively, what could limit its employment for hydrogenerators as being below the operational temperature. Among the results of electrical tests for the resins it was observed that: (i) the dissipation factor and VET are practically the same for both resins; (ii) the tip-up value resulted in 0,014% for RE and 0,020% for RN, being required lower than 0,25% according to the norm EN 50209 and (iii) the estimating lifecycle was approximately 40 years for both types of resin, what is applicable for most windings under operation. In this context it is suggested that the RN resin can be a good alternative for RE resin with an equivalent performance once the process conditions and employment temperature are adjusted / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Ernesto Ruppert Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T03:55:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PeqquenaSuni_JuanCarlos_M.pdf: 1533933 bytes, checksum: dbd348c759114d83f69069e35635591c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os parâmetros do modelo matemático dinâmico dos geradores síncronos como a resistência elétrica dos enrolamentos de estator por fase, a resistência elétrica do enrolamento de campo, as resistências elétricas dos enrolamentos amortecedores de eixo direto e de eixo em quadratura, as reatâncias de dispersão dos enrolamentos de estator por fase, do enrolamento de campo e dos enrolamentos amortecedores, bem como as reatâncias de magnetização de eixo direto e de eixo em quadratura do gerador são possíveis de serem determinadas, com razoável aproximação, através de ensaios específicos como o ensaio para determinação da reatância de Potier, o ensaio de curto-circuito trifásico brusco e os ensaios de rejeição de carga. Neste trabalho discute-se o problema da determinação de parâmetros do gerador síncrono auxiliado pela realização de simulações dinâmicas usando o software Matlab/Simulink e a sua biblioteca SimPowerSystems para determinação de parâmetros de um gerador de pólos lisos e de um gerador de pólos salientes através de ensaios de medição da reatância síncrona de eixo direto, ensaio de Potier, ensaio de curto-circuito brusco e ensaio de rejeição de carga. Diversos resultados e conclusões são apresentados usando os parâmetros padronizados mostrados explicitamente por Krause em seu importante livro publicado em 1986. Trata-se de um trabalho que tem finalidades didática e tecnológica de discutir essa questão / Abstract: The synchronous generator dynamic mathematical model parameters like the per phase stator winding electrical resistance, the field winding resistance, the direct and quadrature damping winding resistances, the field winding leakage reactance, the per phase stator winding leakage reactance, the damping winding leakage reactances, and direct and quadrature magnetizing reactances are possible to be determined with some accuracy through specific tests like the Potier reactance determination, the sudden short-circuit test and the load rejection tests. This work is addressed to the problem of salient poles and cylincrical rotor synchronous generator parameters determination aided by the use of dynamic simulations implemented with the Matlab/Simulink package using its SimPowerSystems library. Some results and conclusions about the parameters determination are presented using the standardized and fundamental parameters as shown in the Krause book published in 1986. This paper has both didactic and technological subjects and it is addressed to discuss several aspects on the real parameters determination activities / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Ernesto Ruppert Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T12:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MendozaLlerena_MariaTeresa_D.pdf: 1988992 bytes, checksum: 5dd20f521a3399d8647dd84af1564344 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O conhecimento dos valores dos parâmetros do modelo matemático dinâmico de geradores síncronos é de fundamental importância para a análise e controle de sistemas de energia elétrica. Os parâmetros elétricos do modelo matemático dinâmico do gerador síncrono, objetos deste trabalho, são as reatâncias síncronas de eixo d e q, as reatâncias transitórias e subtransitórias de eixos d e q e as constantes de tempo transitórias e subtransitórias de circuito aberto e de curto circuito de eixos d e q. Neste trabalho, apresentam-se metodologias de estimação dos parâmetros do modelo dinâmico de um gerador síncrono, no domínio do tempo e da frequência, usando métodos de otimização como o método de Levy, Gauss-Newton, Levenberg-Marquardt e o método Híbrido. Discute-se, particularmente, a metodologia de estimação dos parâmetros elétricos de um gerador síncrono de polos salientes, através dos dados obtidos dos ensaios de resposta em freqüência com rotor em repouso. Os resultados foram obtidos em laboratório, usando um gerador síncrono de 2 kVA, 230 V, 1800 rpm, 60 Hz. Compararam-se estes resultados com os valores dos parâmetros obtidos em ensaios de curto circuito trifásico brusco e de rejeição de carga / Abstract: The knowledge of the parameter values of synchronous generator dynamic mathematical model has fundamental importance for the analysis and control of power systems. The electrical parameters of synchronous generator dynamic mathematical model, that are the object of this work, are the synchronous reactances in the axis d and q, the transient and subtransient time constants in the axis d and q in open circuit and short circuit. In this work, it is presented methodologies for parameters estimation of a dynamic model of synchronous generator, in the time domain and frequency domain, using optimization methods like the method of Levy, Gauss-Newton, Levenberg-Marquardt, and Hybrid method. It is discussed, particularly, the methodology for estimating the electrical parameters of a salient pole synchronous generator, using data obtained by the frequency response test. The results were obtained in the laboratory using a, 2 kVA, 230 V, 1800 rpm, 60 Hz synchronous generator and compared with the parameter values obtained in tests of short-circuit and load rejection / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T13:40:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morais_CeciliadeFreitas_M.pdf: 1237482 bytes, checksum: caa2c7e10679e865b870669fb557c361 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Um dos distúrbios mais freqüentes acarretados pela partida direta de grandes motores de indução é o afundamento de tensão decorrente das elevadas correntes de energização drenadas pelos mesmos durante a fase inicial de aceleração. Essas variações da magnitude de tensão podem deteriorar a operação de cargas sensíveis, geradores e relés digitais existentes em instalações industriais. Portanto, sempre que um novo motor de indução é conectado em uma instalação industrial, os engenheiros de planejamento estão interessados em saber se esse procedimento irá resultar em níveis aceitáveis de afundamentos de tensão. O impacto da partida do motor de indução na qualidade de energia pode ser avaliado por estudos que exigem complexas e numerosas simulações de transitórios eletromagnéticos, o que demanda um considerável tempo de mão de obra altamente especializada. Nesse contexto, o objetivo dessa dissertação de mestrado é desenvolver métodos analíticos e gráficos confiáveis e práticos que auxiliem os engenheiros de planejamento nos projetos de instalação e de partida de motores de indução em instalações industriais com cargas sensíveis a variações de tensão. Tais métodos foram desenvolvidos para análise de motores de indução do tipo gaiola de esquilo com partida direta, tendo em vista que esse é um esquema bastante adotado devido ao seu baixo custo e simplicidade. Os métodos analíticos são desenvolvidos através da solução dos modelos matemáticos de regime permanente e dinâmicos dos diversos componentes da instalação industrial. A precisão dos métodos analíticos propostos é verificada através da comparação dos respectivos resultados com aqueles obtidos através de simulações de transitórios eletromagnéticos. O objetivo dos métodos gráficos é facilitar a compreensão das informações relacionadas ao comportamento dinâmico da tensão através de gráficos semelhantes aos tipicamente utilizados na análise de qualidade de energia (e.g., ITIC - Information Technology Industry Council) / Abstract: One of the most common disturbances caused by the starting of large induction motors is the voltage sag that occurs due to the high inrush current. These variations in voltage and current magnitude can deteriorate the operation of generators, sensitive loads and digital relays in industrial facilities. Therefore, whenever a new induction motor is connected to the system, planning engineers want to know if the motor starting would result in acceptable voltage sag levels. The impact of the induction motors starting on the power quality can be assessed by studies that require numerous and complex electromagnetic transient simulations, which is very time-consuming. In this context, the objective of this work is to develop simple graphical and analytical methods to assist planning engineers when analyzing the installation of new induction motors in industrial facilities. This work will focus on squirrel-cage induction motors with direct start, since this scheme is extremely adopted due to its low cost and simplicity. The analytical methods are developed through the solution of the steady state and dynamic models of the several components of the industrial facility. The accuracy of the analytical methods proposed is validated through comparison with the results obtained by repetitive electromagnetic transient simulations. The objective of the methods is to facilitate the understanding of the information obtained about the dynamic behavior of the voltage through charts typically used in the analysis of power quality (e.g., ITIC - Information Technology Industry Council). / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

The induction motors are used worldwide in various industries. Several maintenance techniques are applied to increase the operating time and the lifespan of these motors. Among these, the predictive maintenance techniques such as Motor Current Signature Analysis (MCSA), Motor Square Current Signature Analysis (MSCSA), Park's Vector Approach (PVA) and Park's Vector Square Modulus (PVSM) are used to detect and diagnose faults in electric motors, characterized by patterns in the stator current frequency spectrum. In this work, these techniques are applied and compared on real motors, which have the faults of eccentricity in the air-gap, inter-turn short circuit and broken bars. It was used a theoretical model of an electric induction motor without fault and with the same voltage supply in order to assist comparison between the stator current frequency spectrum patterns with and without faults. Metrics were purposed and applied to evaluate the sensitivity of each technique fault detection. The results presented here show that the above techniques are suitable for the faults above mentioned. / Os motores elétricos de indução são utilizados em todo o mundo nos mais variados ramos industriais. Diversas técnicas de manutenção são aplicadas para aumentar o tempo de operação e a vida útil destes motores. No contexto da manutenção preditiva, técnicas como Motor Current Signature Analysis (MCSA), Motor Square Current Signature Analysis (MSCSA), Park’s Vector Approach (PVA) e Park’s Vector Square Modulus (PVSM) são utilizadas para detectar e diagnosticar falhas em motores elétricos, caracterizadas por padrões no espectro de frequência da corrente estatórica. Neste trabalho, estas técnicas são aplicadas e comparadas em motores reais, os quais apresentam as falhas de excentricidade no entreferro, curto circuito entre espiras e barras quebradas. Utilizou-se um modelo teórico de um motor elétrico de indução sem falhas, com a mesma tensão de suprimento, com o objetivo de auxiliar a comparação entre os padrões do espectro de frequência de corrente estatórica com e sem falhas. Foram propostas e aplicadas métricas que avaliam a sensibilidade de cada técnica na detecção da falha. Os resultados apresentados neste trabalho mostraram que as técnicas acima mencionadas foram adequadas para as falhas supracitadas, cuja comparação entre estas evidenciou a adequabilidade de cada uma.

O presente trabalho propõe a utilização do método de otimização baseado no paradigma de enxame de partículas no projeto de um dispositivo eletromagnético, modelado analiticamente. A otimização baseada em enxames de partículas pertence à classe dos algoritmos evolutivos e é baseada no algoritmo de simulação do movimento de pássaros na busca por comida. O trabalho será focado na resolução de problemas de otimização multiobjetivo e apenas alguns casos de otimização mono-objetivo serão resolvidos para demonstrar a funcionalidade do método de otimização. Dois métodos de otimização multiobjetivo são propostos: um é baseado num algoritmo de otimização multiobjetivo que utiliza o paradigma de enxames em conjunto com soluções adotadas pelo algoritmo genético multiobjetivo denominado Nondominated Sorting Genetic Algorithm-II (NSGA-II) e o outro é baseado também no paradigma de enxames utilizando elementos do algoritmo de otimização multiobjetivo intitulado Strength Pareto Evolutionary Algorithm (SPEA). Ambos algoritmos são validados em um problema de otimização baseado no projeto de um motor de corrente contínua sem escovas, um benchmark de otimização. / This work proposes the use of the optimization method based on the particle swarm paradigm in the design of electromagnetic device, analytically modeled. Particle swarm optimization belongs to the class of evolutionary algorithms and is based on the movement simulation of birds searching for food. This work will be focused on solving multi-criteria optimization problems and some cases of single-objective optimization problems will be solved only to demonstrate the functionality of optimization method. Two multi-criteria optimization methods are proposed: one based on an optimization algorithm that uses the multiobjective particle swarm paradigm and some concepts extracted from the multiobjective genetic algorithm called Nondominated Sorting Genetic Algorithm-II (NSGA-II) and the other is based on the particle swarm paradigm by using some elements of another multiobjective optimization algorithm entitled Strength Pareto Evolutionary Algorithm (SPEA). Both methods are applied to an optimization problem related to the design of a brushless direct current motor.

O presente trabalho traz o estudo da simulação do desempenho (simulação de marcha) de uma composição ferroviária acionada através de inversores de tensão e motores de indução e alimentada em corrente contínua, um tipo de material rodante recentemente introduzido no Brasil. Tal fato faz com que seja necessário o desenvolvimento de métodos de análise das características deste tipo de material, objetivo maior deste trabalho. A metodologia de análise aqui desenvolvida tem como base a teoria da tração elétrica para o equacionamento da dinâmica do movimento, a teoria do controle do motor de indução e a teoria do funcionamento do próprio motor de indução para a obtenção da corrente captada por esta composição - um dos principais resultados obtidos. A aplicação desta metodologia é dada através da simulação de uma composição em três tipos de vias diferentes. Uma análise posterior dos resultados traz a possibilidade de uma simplificação do método de obtenção da corrente captada. Tal possibilidade é apresentada e comparada com os dados anteriormente obtidos validando-a. / This dissertation is a study of the duty cycle simulation of inverter-fed induction traction drives for DC-supplied railway system. This type of equipment is new in Brazilian railway and subway systems and the need to model and to simulate became an important issue and the aim of this dissertation. The development of the model is based on electric railway traction theory for train dynamics, on inverter-fed induction machine control and induction machine theory to calculate the input line current from power supply - one of the most important results. As an example, a modeling and simulation of one train running in three different lines is shown. The analysis of the results shows that the input line current from power supply may be obtained by a simplified model. This hypothesis is studied, the results are compared and the simplified model is then validated.

O trabalho desenvolvido nesta dissertação busca um melhor entendimento da tecnologia de partida elétrica de motores aeronáuticos em corrente alternada como alternativa interessante e mais eficiente que os arranques-geradores com escovas e os sistemas pneumáticos, além de possuir aderência natural à filosofia "More Electric Airplane" (MEA). Como base para os cálculos para o dimensionamento do sistema de partida elétrica sem escovas identificou-se as curvas de torque do arranque-gerador e do motor de propulsão, e, a relação da rotação das máquinas com o tempo de partida. O equacionamento proposto visou obter uma estimativa da energia que seria demandada pela fonte de energia elétrica; no caso, baterias. A partir da demanda de energia calculada, analisaram-se as opções de bateria disponíveis para o atendimento do sistema e, com isso, identificaram-se limitações das opções disponíveis para o atendimento da demanda dos aviões analisados, quatro aeronaves com categorias distintas de motor. Analogamente, encontraram-se limitações para futuros desenvolvimentos de baterias no que diz respeito ao peso, volume e custo. O resultado principal do trabalho estabeleceu a criticalidade do uso de baterias para a partida elétrica em corrente alternada de motores aeronáuticos de acordo com a classe de tração.